Keemiaõpetus: definitsioon, õpetamismeetodid ja õpetajate nappus

Keemiaõpetus on keemia õpetamise ja õppimise uurimine ning praktiline tegevus kooli- ja huvitegevuses. See hõlmab nii aine sisu ja kontseptsioonide edasiandmist kui ka arusaamist sellest, kuidas erineva tasemega õpilased keemiat omandavad. Keemiaõpetuse eesmärk on parandada õpitulemusi, arendada keemilist mõtlemist ja valmistada õpilasi ette edasiseks õppeks või tööturuks, kasutades sobivaid õppemeetodeid, hindamisviise ning õpetajate koolitust.

Õpetamismeetodid

Keemiaõpetuses kasutatakse mitmesuguseid meetodeid, et toetada erinevaid õppijaid ja arendada nii teoreetilist mõistmist kui ka praktilisi oskusi. Levinumad lähenemised on:

• Loeng ja selgitus – struktuurse sisestuse puhul kasutatakse lühikesi, selgeid selgitusi põhimõistete tutvustamiseks.
• Demonstratsioonid – õpetaja juhitud katsed või ülesastumised, mis illustreerivad kontseptsioone ja äratavad huvi.
• Laboratoorsed tööd – õpilased läbivad katsed ise, õppides meetodeid, mõõtmist ja ohutust ning arendades praktilisi oskusi.
• Küsimuspõhine ja uurimuslik õpe (inquiry-based learning) – õpilased lahendavad probleeme, esitlevad hüpoteese ja tõendavad järeldusi, mis toetab sügavamat mõistmist.
• Projektipõhine õpe – pikemad ülesanded, kus õpilased rakendavad keemia teadmisi reaalsete probleemide lahendamiseks.
• Koostööõpe – rühmatööd ja diskussioonid arendavad suhtlemisoskust ja süvendavad arusaamist läbi kaasõppijate selgituste.
• Flipped classroom (pööratud klassiruum) – teooria omandatakse kodus (nt videote abil) ja tunnis keskendutakse probleemilahendusele ja katsetele.
• Simulatsioonid ja virtuaallaborid – kasulikud ressurssid piiratud vahenditega koolides või ohutuse tõttu keerukamate katsete läbiviimiseks.
• Modelleerimine ja visualiseerimine – molekulide, reaktsioonide ja protsesside mudelite kasutamine aitab mõisteid selgitada.

Õpilaste õppimine ja hindamine

Efektiivne keemiaõpe kombineerib formaalse ja formaatuuri hindamise meetodeid. Formatiivne hindamine (lühikontrollid, arutelud, tagasiside praktikatele) aitab õpetajal kiiresti näha, milliseid teemasid tuleb süvendada. Summatiivsed hindamised (testid, eksamid, laboriaruanded, projektid) mõõdavad pikemaajalist omandamist. Kasulikud on ka kontseptsioonikontrollid, eneserefleksioon ja praktilised katsed kui osa hindamisest.

Turvalisus ja praktikad

Laboritööde korral on ohutus prioriteet. Õpetajad peavad tundma keemikalide ohtlikkust, õigeid töövõtteid, isikukaitsevahendite kasutamist ning jäätmekäitlust. Hea praktika hõlmab riskihindamist enne katset, selgeid juhendeid õpilastele ja esmaabi tundmist.

Keemiaõpetajate nappus: põhjused ja tagajärjed

Paljudes riikides on puudus kvalifitseeritud keemiaõpetajatest. Üks põhjus on see, et loodusteadusliku haridusega spetsialistid saavad sageli väljaspool haridust parema palga ja töötingimustega töökohti. Loodusteaduste õpetajate säilitamine koolides on keeruline; näiteks Ameerika Ühendriikides lahkus pärast 1999–2000. õppeaastat rohkem kui 45 000 matemaatika- ja loodusteaduste õpetajat. Sellel on mitmeid tagajärgi:

• Suurem töökoormus ja tunnijaotus järelejäänud õpetajatele.
• Vähem praktilisi laboritunde ja katsete läbiviimist, mis vähendab õpilaste praktiliste oskuste arengut.
• Sagedasemud ajutiste või valdkonnaväliste õpetajate palkamine, mis võib mõjutada õppetöö kvaliteeti.
• Pikaajaline mõju teadushuvile ja tulevastele erialavalikutel noorte hulgas.

Põhjused ja võimalikud lahendused

Peamised nappuse põhjused on madal palk võrreldes erasektoriga, suur töökoormus, vähene tunnustus ja piiratud karjäärivõimalused. Lahendusi on mitmeid ja need nõuavad koostööd koolide, ülikoolide, valitsuse ja tööstuse vahel:

• Parendatud tasustamine ja stiimulid – sidustamine erialase kvalifikatsiooniga, lisatasud laborijuhtimise eest või täiendavad hüved võib aidata õpetajaid meelitada ja hoida.
• Koolitus ja kutse areng – pidev professionaalne areng, mentorlusprogrammid algavatele õpetajatele ja õpetajate residendid aitavad tugevdada pädevust ja töörahulolu.
• Alternatiivsed värbamisvõimalused – lühemad sertifitseerimisprogrammid, õpetajatööstuse ja ülikoolide koostöö ning külalisõpetajate kaasamine.
• Paranenud töötingimused – laborivarustuse ja -ruumide investeeringud, ohutuse tagamine ja administratiivse koormuse vähendamine.
• Koostöö tööstusega – praktikavõimalused, stipendiumid ja tööstuspartnerlused võivad näidata õpetajatöö väärtust ja luua karjäärivõimalusi.
• Kogukonna ja poliitiline toetus – valitsuse poliitikad ning rahastamine, mis toetavad loodusteaduste õpet kaasaegse õppekava ja õpetajate jätkusuutlikkuse tagamiseks.

Praktilised soovitused õpetajatele

• Alusta keerukamatest mõistetest igapäevaste näidete või analoogiate kaudu.
• Kombineeri teooriat ja praktikat: lühike teoreetiline sissejuhatus → katse → arutelu tulemuste üle.
• Kõrvalda kartus ebaõnnestumise ees: julgustav vigaõppimine ja turvaline katsekeskkond soodustavad uurimist.
• Kasu tehnoloogiast: simulatsioonid, dataloggerid ja interaktiivsed visualiseeringud aitavad abstraktseid ideid selgitada.

Uurimistöö roll ja koostöö

Keemiaõpetuse teadustöö aitab välja selgitada, millised meetodid töötavad erinevates õpikeskkondades ning kuidas hinnata õpitulemusi usaldusväärselt. Tõhus on koostöö ülikoolide teadlaste, koolide ja õpetajate vahel: õpetajad saavad teaduspõhiseid lähenemisi rakendada, teadlased aga praktikapõhiseid küsimusi uurida.

Järeldus: Keemiaõpetus on oluline nii akadeemilisest kui ka sotsiaalsest vaatenurgast — see arendab kriitilist mõtlemist, probleemilahendust ja teadlikkust maailmast. Kuigi õpetajate nappus on tõsine probleem, saab seda leevendada süsteemsete meetmete abil: paremate töötingimuste, sihipärase värbamise, pideva koolituse ja koostöö kaudu. Nii saavad õpilased kvaliteetse keemiaõppe ning ühiskond kasu paremini ettevalmistatud noortest teadlastest ja spetsialistidest.

Ülevaade

Keemiaõpetusest saab mõelda mitmeti. Üks neist on praktiku vaatenurk. Inimesed, kes õpetavad keemiat, määratlevad keemiaharidust oma tegevuse kaudu.

Teist määratleb keemikahariduse õpetajate (teaduskonna liikmed ja õppejõud, kes keskenduvad pigem õpetamisele kui keemiaalastele teadusuuringutele) enesemääratletud rühm. Dr. Robert L. Lichter, Camille ja Henry Dreyfuse fondi toonane tegevdirektor, esitas 16. kahe aasta tagant toimuva keemiahariduse konverentsi (hiljutised BCCE kohtumised: [1],[2]) plenaaristungil kõneledes küsimuse, "miks on kõrghariduses üldse olemas sellised terminid nagu "keemiaõpetaja", kui selle tegevuse jaoks on olemas täiesti korralik termin, nimelt "keemiaprofessor"." Üks kriitika selle seisukoha kohta on see, et vähesed professorid toovad oma töösse mingit formaalset ettevalmistust hariduses või tausta hariduse kohta. Enamikul keemiaprofessoritest puudub professionaalne vaade õpetamise ja õppimise pingutustele. Nad ei pruugi teada tõhusatest õpetamismeetoditest ja sellest, kuidas õpilased õpivad.

Kolmas perspektiiv on keemilise hariduse uuringud (CER). Füüsikaõpetuse uuringute eeskujul kipub CER võtma koolieelses loodusteaduslikus haridusuuringus välja töötatud teooriaid ja meetodeid ning rakendama neid võrreldavate probleemide mõistmiseks keskkoolijärgses keskkonnas. (CER püüab samuti parandada eelkooliealist keemiaõpetust). Nagu loodusteadusliku hariduse uurijad, kalduvad ka CERi praktikud uurima teiste õpetamispraktikaid, mitte keskenduma omaenda klassiruumi praktikale. Keemiahariduse uuringuid tehakse tavaliselt kohapeal, kasutades kesk- ja kõrgkoolide inimsubjekte. Keemilise hariduse uuringute käigus kogutakse nii kvantitatiivseid kui ka kvalitatiivseid andmeid. Kvantitatiivsed meetodid hõlmavad tavaliselt andmete kogumist, mida saab seejärel analüüsida erinevate statistiliste meetodite abil. Kvalitatiivsed meetodid hõlmavad intervjuusid, vaatlusi, päevikumeenutusi ja muid sotsiaalteaduslike uuringute puhul levinud meetodeid.

Õppelabor Singapuris


Vana füüsikalise keemia laboratoorium, Cambridge, Inglismaa

Küsimused ja vastused

K: Mis on keemiaõpetus?

K: Millised on keemiaõpetuse teemad?

K: Mis on keemiahariduse uurijate eesmärk?

K: Milliseid õpetamismeetodeid uurivad keemiaõpetuse teadlased?

K: Miks on puudus keemiaõpetajatest?

K: Mis on loodusteaduste õpetajate puuduse tagajärg?

K: Kuidas aitavad keemiahariduse uurijad lahendada loodusteaduste õpetajate puuduse probleemi?

Otsing